层状双氢氧化物是电催化析氧反应的有希望的候选者。不幸的是,与稀有金属相比,它们的催化动力学和长期稳定性远不能令人满意。
在这里,中国石油大学Xiaoqing Lu,Zhaojie Wang,Siyuan Liu研究了镍铁层状双氢氧化物的耐久性,结果表明,由于金属溶解而引起的层状结构的烧蚀是稳定性下降的原因。
文章要点
1)受光系统II中氨基酸残基的启发,研究人员报告了一种使用均苯三酸锚定物制备小尺寸镍铁层状双氢氧化物的策略,其动力学、活性和稳定性优于商业催化剂。
2)通过操作光谱和理论计算进行的基础研究表明,超疏气表面有利于产生的氧气气泡的迅速释放,并保护催化剂的结构。金属和配位羧酸盐之间通过 C-O-Fe 键合进行偶联,防止金属物质溶解,从而通过静态配位稳定电子结构。
3)此外,析氧反应过程中动态演化形成的不配位羧酸盐充当质子渡轮,加速析氧反应动力学。这项工作提供了一种通过引入具有静态和动态兼容性的功能配体来实现析氧反应稳定性和动态性能突破的有前景的方法。
参考文献
Lin, X., Wang, Z., Cao, S. et al. Bioinspired trimesic acid anchored electrocatalysts with unique static and dynamic compatibility for enhanced water oxidation. Nat Commun 14, 6714 (2023).
DOI:10.1038/s41467-023-42292-5
https://doi.org/10.1038/s41467-023-42292-5